金属切削原理与刀具教辅目录第一部分 基本定义精简内容 1第一节 切削运动 1第二节 刀具切削部分组成要素 2第三节 刀具角度 3第四讲 切削层要素 5第二部分 刀具材料精简内容 8第一节 刀具材料应具备的性能 8第二节 高速钢 10第三节 硬质合金 11第四节 其它刀具材料 12第三部分 切削过程及切屑种类精简内容 14第一节 金属切屑过程 14第二节 切屑的类型 17第四部分 切削力精简内容 21第一节 切削力的来源、切削合力及其分解、切削功率 21第二节 切削力的指数公式 24第三节 影响切削力的因素 25第四节 切削力的理论研究 29第五部分 切削热和切削温度精简内容 29第一节 切削热的产生与传出 29第二节 切削温度及其测量方法 31第三节 影响切削温度的因素 32第六部分 刀具的磨损破损和使用寿命精简内容 35第一节 刀具磨损 35第二节 刀具磨损过程、磨钝标准及刀具寿命 36第七部分 切削液精简内容 38第一节 切削液的分类 39第二节 切削液的作用机理 39第三节 切削液的添加剂 40第四节 切削液的选用 41第八部分 已加工表面质量精简内容量 43第一节 已加工表面的形成过程 43第二节 已加工表面质量概述 43第三节 表面粗糙度 45第四节 加工硬化 47金属切削原理与刀具教辅第一部分 基本定义精简内容第一节 切削运动一、切削运动金属切削加工是运用刀具切去工件毛坯上多余的金属层(加工余量)，以获得具有一定的尺寸、形状、位置精度和表面质量的机械加工措施。
在金属切削中，为了要从工件上切去一部分金属，刀具和工件间必须完毕一定的切削运动切削运动涉及：主运动和进给运动一）主运动 ：使工件与刀具产生相对运动而进行切削的最重要的运动主运动特点是运动速度最高，消耗功率最大主运动一般只有一种二）进给运动：保证金属的切削能持续进行的运动进给运动的特点是运动速度低，消耗功率小进给运动可以有几种，可以是持续运动，也可以是间歇运动二、切削速度的计算 (一) 、主运动为旋转运动，计算公式为： dw－工件待加工表面或刀具的最大直径 n－工件或刀具每分钟转数(二) 、主运动为往复直线运动，计算公式为： L－往复直线运动的行程长度 nr－主运动每分钟的往复次数三. 工件上的表面在切削加工过程中工件上有三个不断变化着的表面 ⑴ 待加工表面工件上有待切除的表面 ⑵ 已加工表面工件上经刀具切削后产生的新表面 ⑶ 过渡表面切削刃正在切削的表面该表面的位置始终在待加工表面与已加工表面之间不断变化四. 切削用量 切削速度、进给量、背吃刀量 (1)切削速度VC (2) 进给量f Vf=f·n (mm/s) f— 车刀每转进给量（mm/r) n— 工件转速（r/s)五. 主运动和进给运动的合成和成切削运动：是由主运动和进给运动合成的运动。
刀具切削刃上选定点相对工件的瞬时合成运动方向称合成切削运动方向，其速度称合成切削速度. 第二节 刀具切削部分构成要素一. 车刀由刀柄和刀头构成，切削部分涉及如下几种部分：(一)前 面 Ar(face) ： 前面是刀具上切屑流过的表面二)主背面Aa (flank) ：刀上同前面相交形成主切削刃的背面，即与工件上过渡表面相对的表面三)副背面Aa ： 与已加工表面相对的表面，刀具上同前面相交形成副刃的背面二. 刀具构成• 切削刃： 刀具上两个面相交形成切削刃• 主切削刃S：前刀面与 主后刀面相交形成的切削刃，它担任主切削工作• 副切削刃Sˊ：前刀面和副后刀面相交形成的切削刃• 刀尖： 刀尖是指主切削刃与副切削刃的交点三. 刀具构造其他各类刀具，如刨刀、钻头、铣刀等，都可看作是车刀的演变和组合第三节 刀具角度一. 刀具角度(一)刀具的切削角度，是刀具和工件在切削运动的状态下拟定的角度因此刀具的切削角度的坐标应当用合成切削速度向量Ve来阐明二）由于实际生产中大多数加工表面都是空间曲面，不便于直接用来做为坐标平面，因此需通过切削刃上某一选定点，做工件加工表面的切削平面和法平面三）刀具静止参照系（标注参照系）：不考虑进给运动，并在特定的安装条件下的参照系。
（四）刀具工作参照系（动态参照系）：是拟定刀具在切削运动中有效工作角度的基准考虑了进给运动及安装状况的影响 二、刀具切削角度的坐标平面三、刀具标注角度的坐标为了便于刀具设计者在设计刀具时的标注，有某些抱负状态的假定：1）装刀时，刀尖恰在工件的中心线上；2）刀杆中心线垂直工件轴线；3）没有进给运动；4）工件已加工表面的形状是圆柱表面外圆刀具标注角度）第四讲 切削层要素一、 切削层工件上正被切削刃切削的一层金属，亦即相邻两个加工表面之间的一层金属 二、切削层参数切削层参数共有三个，它们一般都在垂直于切削速度v的平面内度量一）切削宽度：沿主切削刃方向度量的切削层尺寸 车削外圆时切削宽度：（二）切削厚度：两相邻加工表面间的垂直距离车外圆时，切削厚度：（三）切削深度：在基面上垂直于进给运动方向测量的切削层尺寸车削加工时的切削深度：dw，dm分别为待加工表面和已加工表面的直径 （四）切削面积：切削层垂直与切削速度截面内的面积车外圆时：三. 自由切削和非自由切削，残留面积及其高度(一).自由切削是指只有一种直线切削刃的切削二).非自由切削是指切削刃为折线形，即有主切削刃和副切削刃；或曲线形的切削由于切削运动和刀具的几何形状的关系，使加工后仍有一部分金属未被切除，而残留在已加工表面上，构成已加工表面的横向不平度（粗糙度），既所谓残留面积。
三）.当刀尖没有圆弧半径残留面积有直线构成其高为：事实上r必不可少，当f较小，残留面积纯正由两段圆弧构成，即不具有副切削刃的直线部分时残留面积高度为:小项可略去不记，上式简化为：第二部分 刀具材料精简内容第一节 刀具材料应具有的性能一. 刀具材料应具有的性能刀具材料的切削性能直接影响着生产效率、工件的加工精度、已加工表面质量和加工成本等，因此对的选择刀具材料是设计和选用刀具的重要内容之一金属切削时，刀具切削部分直接和工件及切屑相接触，承受着很大的切削压力和冲击，并受到工件及切屑的剧烈摩擦，产生很高的切削温度即 刀具切削部分是在高温、高压及剧烈摩擦的恶劣条件下工作的因此，刀具切削部分材料应具有如下基本性能：（1） 硬度高刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度一般规定刀具材料的常温硬度必须HRC62以上2） 足够的强度和韧性刀具切削部分的材料在切削时承受着很大的切削力和冲击力，因此刀具材料必须要有足够的强度和韧性3） 耐磨性和耐热性好刀具在切削时承受着剧烈的摩擦，因此刀具材料应具有较强的耐磨性刀具材料的耐磨性和耐热性有着密切的关系，其耐热性一般用它在高温下保持较高硬度的能力来衡量（热硬性）。
耐热性越好，容许的切削速度越高4）导热性好刀具的材料热导率大，表达导热性好，切削时产生的热量就容易传散出去，从而减少切削部分的温度，减轻刀具磨损5） 具有良好的工艺性和经济性既规定刀具材料自身的可切削性能、耐磨性能、热解决性能、焊接性能等要好，且又要资源丰富，价格低廉二 .常用刀具材料刀具材料可分为工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷和超硬材料等五大类常用刀具材料的重要性能及用途见表:第二节 高速钢一. 高速钢高速钢是一种含钨（W W ）、钼（M M O O ）、铬（ Cr ）、钒（V V ）等合金元素较多的高合金工具钢由于合金元素与碳原子的结合力很强，使钢在550～600℃时仍能保持高硬度，从而使切削速度比碳素工具钢和合金工具钢成倍提高，故得名“高速钢”，又名“风钢”或“锋钢”高速钢刀具制造工艺简朴，容易磨出锋利的刃口， 广泛用于制造切削速度较高、形状复杂的刀具，如钻头、丝锥、成形刀具、拉刀及齿轮刀具等高速钢按化学成分可分为钨系、钼系（含M O 2%以上）；按切削性能可分为一般高速钢和高性能高速钢① 一般高速钢一般高速钢指用来加工一般工程材料的高速钢，常用的牌号有：a） W18Cr4V （简称 W18 ） 属钨系高速钢，具有较好的切削性能，是国内最常用的一种高速钢。
b） W6Mo5Cr4V2 （简称 M2 ） 属钼系高速钢，碳化物分布均匀性、韧性和高温塑性均超过W18Cr4V，但其磨削性能较差， 国内目前重要用于热轧刀具，如麻花钻等c） W9Mo3Cr4V（简称W9） 是一种含钨量较多，含钼量较少的钨钼系高速钢其碳化物不均匀性介于W18和M2之间，但抗弯强度和冲击韧度高于M2具有较好的硬度和韧性，其热塑性也较好，可用于制造多种刀具（如锯条、钻头、拉刀、铣刀、齿轮刀具等）② 高性能高速钢高性能高速钢是在一般高速钢的基本上，用调节其基本化学成分和添加某些其他合金元素（如钒、钴、铅、硅、铌等）的措施，着重提高其耐热性和耐磨性而衍生出来的它重要用来加工不锈钢、耐热钢、高温合金和超高强度钢等难加工材料重要有如下几种：a） 钴高速钢 钴高速钢是在高速钢中加入钴，常用牌号是W2Mo9Cr4Co8（简称M42），具有良好的综合性能，容许的切削速度较高，有一定的韧性，可磨削性好，可用于切削高温合金、不锈钢等难加工材料b）铝高速钢 是国内独创的钢种，加入了少量的铝不仅提高了钢的耐热性和耐磨性，并且还能避免含碳量高引起的强度、韧性下降但由于含钒量较多，其磨削加工性较差，过热敏感性强，氧化脱碳倾向较大，使用时要严格掌握热解决工艺。
常用牌号有W6Mo5Cr4V2Al（简称501）和W10Mo4Cr4V3Al（简称5F6）第三节 硬质合金硬质合金是用高硬度、高熔点的金属碳化物（ WC 、TiC 、 NbC 、 TaC 等）作硬质相，用钴、钼或镍等作粘结相，研制成粉末，按一定比例混合，压制成型，在高温高压下烧结而成硬质合金的 常温硬度很高（89～93HRA，相称于78～82HRC） 耐熔性好，热硬性可达800～1000℃以上，容许的切削速度比高速钢提高4～7倍，刀具寿命高5～8倍， 是目前切削加工中用量仅次于高速钢的重要刀具材料但它的 抗弯强度和韧性均较低，性脆，怕冲击和振动，工艺性也不如高速钢因此，硬质合金常制成多种形状的刀片焊接或夹固在车刀、刨刀、端铣刀等的刀体上使用国内目前常用的硬质合金重要有如下三类：① 钨钴类硬质合金 （ YG 类） K K 类 --- 红色由WC和Co构成， 代号为 YG常温硬度为89～91HRA，耐热性达800～900℃， 合用于加工切屑呈崩碎状的脆性材料如 铸铁 常用牌号有 YG3 、 YG6 和 YG8 等， 其中数字表达含 Co 的比例，其他为含 WC 的比例钴在硬质合金中起粘结作用，含Co愈多的硬质合金韧性愈好，因此 YG8 适于粗加工和断续切削， YG6 适于半精加工， YG3 适于精加工和持续切削。
② 钨钛钴类硬质合金 （ YT 类）P P。